Что такое абс в автомобиле: как работает система abs

Что такое абс в автомобиле: как работает система abs

Что такое система ABS: назначение, история, устройство и принцип работы

Многие автомобилисты не раз слышали аббревиатуру ABS (или АБС). Она уже давно стала привычной: системой оснащаются почти все легковые машины. Но далеко не все знают, что означает аббревиатура. Поговорим более подробно, что такое ABS и какие функции выполняет.

Что такое ABS в автомобиле

Итак, что значит ABS? Какова расшифровка этого термина? Он представляет собой сокращение от английского словосочетания Anti-block braking system (или немецкого слова Antiblockiersystem, так как родина технологии – именно Германия). Оно переводится как антиблокировочная система торможения. Однако в русском языке общеупотребительным стало более простое, короткое обозначение – антиблокировочная система.

Главное назначение этого узла автомобиля – улучшение управляемости транспортным средством и стабилизация его движения во время торможения. Например, без АВS тормозной путь машину будет больше на определенное расстояние.

Сегодня АБС устанавливается на 80% транспортных средств, которые поступают в продажу. Причем это касается не только автомобилей – она присутствует на любом транспорте, который имеет колеса и систему торможения (например, на мотоциклах, самолетах, прицепах, железнодорожных составах).

Современная АБС представляет собой сложное устройство, состоящее из нескольких датчиков, которые подсоединены к электронному блоку управления транспортного средства.

Краткая история антиблокировочной системы

Первые АБС появились в начале ХХ века на железной дороге. Ранее поезда останавливали с помощью полной блокировки колес, которая производилась посредством специальных стальных деталей. Однако такой способ торможения имел один существенный недостаток. При полной остановке колес они создавали сильное трение. В результате изнашивались обода, оси и рельсы. Тогда в 1910 – 1920 годах на осях колес начали устанавливать электромагнит, который не полностью их останавливал, а постепенно замедлял их вращение. В середине 1920-х годов такую конструкцию также стали монтировать на осях самолетных шасси.

Первые попытки применения АБС на автомобилях предприняла известная немецкая корпорация Bosch в 1930-х годах. Правда, успехом они не увенчались – для эффективной работы системой должна была управлять электроника, но тогда не было соответствующих технологий.

Похожие статьи

Нормально функционирующие ABS появились в 1970-х годах после того, как произошел рывок в развитии полупроводников. Первую подобную систему продемонстрировала общественности немецкая автомобильная компания Daimler-Benz AG. «Подтянулся» и Bosch – он тоже наладил выпуск АБС.

После создания рабочего варианта АБС его устанавливали на автомобили опционально, за дополнительную плату. В обязательном порядке ее монтировали только на дорогие модели Mercedes Benz.

Однако ситуация изменилась в 2004 году. В соответствии с принятым тогда общеевропейским законом все авто, которые продавались на территории ЕС, должны были быть оснащены АБС. Чтобы остаться на рынке Старого Света, почти все производители стали оснащать свою продукцию системой. В результате по состоянию на 2020 год ее имеют около 85% автомобилей в мире.

Как устроен датчик АБС

Информация о том, нужно замедлять скорость вращения колеса или нет, поступает на электронный блок управления с датчика. Он может работать:

  • по принципу индукционной катушки;
  • на основе эффекта Холла.

В первом случае на колесе размещают зубчатый ротор круглой формы, а вблизи него – индукционную катушку с сердечником. При этом детали не соприкасаются между собой. При вращении колеса начинает вращаться и ротор. В результате этого магнитное поле сердечника изменяется и в обмотке катушке возникает электрический ток. Он поступает на электронный блок управления.

Датчики, основанные на эффекте Холла, работают схожим образом. Однако вместо индукционной катушки в них устанавливают плоскую пластину, которая расположена между двумя постоянными магнитами. При вращении колеса начинает вращаться и ротор. Под воздействием его движения в пластине возникает электрический ток, который передается на блок управления. Иногда между датчиком и ЭБУ устанавливают дополнительную микросхему, которая очищает сигнал от всего лишнего.

В настоящее время наиболее распространены устройства, которые работают на основе эффекта Холла. Это обусловлено их большей точностью. Ток в пластине более стабилен и равномерен, благодаря чему электронный блок управления лучше его распознает и регулирует торможение.

Таким образом, датчики ABS являются бесконтактными и измеряют скорость вращения колеса на расстоянии, а затем передают полученную информацию на электронный блок управления. Понять, как они работают, будет проще, если посмотреть соответствующее видео.

Обычно в автомобиле присутствует 4 датчика АБС – по каждому на колесо.

Принцип работы ABS

  • Если вращение колеса становится слишком медленным, ЭБУ на основе сведений, полученных с датчика, на короткое время открывает клапан гидравлического блока. В результате давление тормозной жидкости уменьшается и колесо начинает вращаться несколько быстрее.
  • Если датчик показывает, что колесо вращается слишком быстро, блок управления повышает давление тормозной жидкости, уменьшая просвет клапана.

АБС в большинстве случаев не реагирует на плавное снижение скорости во время торможения – система начинает работать только при ее резком изменении. Также на АБС передается информация о разнице в скорости вращения разных колес. Она также учитывает это в своей работе.

ЭБУ запрашивает информацию с датчиков несколько раз в секунду. Иногда из-за этого можно ощутить легкую вибрацию педали тормоза. Такая частота необходима для наиболее эффективного регулирования процесса торможения.

Клапанов, с помощью которых изменяется давление тормозной жидкости, может быть от 1 до 4:

  • если клапан 1, то он регулирует торможение только одной оси;
  • если клапана 2, то каждый отвечает за свою ось;
  • если клапана 3, то 2 из них отвечают за ведущие колеса, а 1 за оставшуюся ось;
  • при наличии 4 клапанов каждый из них регулирует торможение своего колеса.

Плюсы и минусы системы ABS

Система антиблокировки торможения имеет как преимущества, так и недостатки. К ее плюсам можно отнести следующие.

  • Улучшение управляемости транспортного средства. Благодаря регулировке скорости вращения колес автомобиль остается управляемым даже при выполнении экстренного торможения. Это значительно повышает безопасность передвижения на машине.
  • Уменьшение продолжительности тормозного пути. В большинстве случаев при использовании АБС уменьшается тормозной путь. Это также делает управление транспортным средством несколько проще.
  • Улучшение поведения машины при поворотах. Если водитель допустил ошибку и автомобиль занесло, при наличии на транспортном средстве АБС риск опрокидывания гораздо меньше.
  • Для управления авто нужно меньше навыков. АБС существенно «облегчает жизнь» неопытным водителям, которые только недавно получили права сели за руль. Ведь использование системы позволяет не продумывать некоторые шаги, так как это делает за автомобилиста электронный блок управления. Кроме того, при наличии АБС прощаются многие ошибки (например, упомянутый резкий поворот, способный вызвать занос). Таким образом, система делает управление машиной гораздо проще.

  • Неэффективность на небольших скоростях. Уже упоминалось, что АБС не учитывает незначительное изменение интенсивности вращения колес. Это приводит к тому, что система неэффективна на низких скоростях. Например, при плавном спуске с горы со скоростью 4 – 6 км/ч транспортное средство, на котором установлена антиблокировочная система, будет вести себя точно так же, как автомобиль без нее. Также это касается продолжительного небыстрого движения по инерции. Это нужно учитывать.
  • Неэффективность на некоторых дорожных покрытиях. Система хорошо работает далеко не на всех дорогах. Например, на грунтовках или асфальте с большим количеством неровностей (что в нашей стране не редкость), АБС функционирует гораздо хуже. Это объясняется частым перемещением колес в вертикальной плоскости, которое влияет на работу датчиков. В результате существенно увеличивается тормозной путь, меняется поведение транспортного средства при торможении.
  • Неэффективность на обледеневшей дороге. Также АБС не очень хорошо работает на дороге, с которой не убран лед, снег, другие посторонние покрытия. Из-за разности сцепных свойств асфальта и, например, наледи, датчики также не могут нормально снимать информацию о скорости передвижения с колеса.

Возможные неисправности АБС и их причины

О неисправности модуля АБС могут свидетельствовать следующие «симптомы»:

  • сигнал датчика на приборной панели;
  • существенное увеличение тормозного пути автомобиля;
  • ухудшение поведения на поворотах.

Чаще всего встречаются следующие неисправности.

  • Обрыв или замыкание кабеля. Датчик системы и электронный блок управления авто соединяются между собой с использованием кабеля. В случае нарушения его целостности происходит полная потеря контакта, подача тока меньшего напряжения на ЭБУ или замыкание. В результате блок управления получает недостоверную информацию с колес, и система перестает работать надлежащим образом. «Лечится» проблема заменой кабеля.
  • Поломка датчиков. Из строя могут выйти непосредственно датчики. Причин поломки может быть очень много: окисление контактов, перегорание обмотки на индукционном устройстве, порча пластины на датчике Холла. Обычно в перечисленных ситуациях ЭБУ распознает приборы как рабочие. В результате он не получает необходимой информации и АБС перестает нормально функционировать. Устраняют проблему заменой вышедшего из строя датчика.
  • Разный рисунок протектора или давление шин. При спуске или более грубом протекторе колесо начинает притормаживать. Если этот процесс будет достаточно интенсивным, то его распознают датчики. В результате в системе произойдет ложное срабатывание. Проблему устраняют подкачкой колеса или заменой покрышки.
  • Механические повреждения колеса. В результате дефектов сепараторов подшипников ступицы, решетки вблизи ротора или других дефектов считывание информации о скорости происходит некорректно. В результате на ЭБУ поступает недостоверная информация и система работает неправильно. Для устранения проблемы устраняют неисправности колес.

Антиблокировочная система(ABS): устройство, принцип работы

С аббревиатурой ABS (на русском этом выглядит так — АБС) сталкивался практически каждый владелец движимого имущества. Но вот для чего нужен АБС в автомобиле знает далеко не каждый автолюбитель. В особенности это интересует начинающих водителей. Они даже не догадываются, как все работает. Стоит приоткрыть эту завесу таинства.

Стоит отметить, что в настоящее время практически каждый автомобиль, который сходит с конвейера, оснащен ABS, что стало обязательным условием в отношении большинства производителей. И если ранее такое оснащение было доступно в качестве дополнительной опции, то теперь АБС ставится на автомобили уже базовой комплектации. Пример тому — марка Мерседес 124 или любая другая модель.

Правильное торможение

Для того чтобы остановить транспортное средство, мало лишь вовремя надавить на педаль тормоза. Да, машина остановиться, но сколько это займет времени и какой путь при этом она преодолеет в случае обычного торможения? Тут все главным образом зависит от скорости — если она небольшая (скажем до 20-30 км/ч), то транспорт остановится довольно быстро, не преодолев и несколько десятков метров. Совсем другое дело, когда необходимо прибегнуть к экстренному торможению при движении более 60-100 км/ч.

Читать еще:  Лунфэй: подогрев двигателя автомобиля электрический с помпой

Если резко ударить по педали тормоза, колеса будут тут же блокированы, но машина по-прежнему будет двигаться, словно будучи на лыжах — шины будут скользить по дороге. Также под всеми 4 колесами может оказаться разнородная поверхность — соответственно скорость скольжения будет разно, что уже само по себе становиться опасным. Теряется управляемость над машиной и ее понесет в занос. А неуправляемый транспорт — это источник повышенной опасности для других участников дорожного движения.

Какой из этого делает вывод? Правильно — предотвратить жесткую блокировку колес во избежание скольжения! Чтобы этого достигнуть есть один проверенный прием — торможение должно быть прерывистым. Для этого педаль тормоза не обязательно постоянно держать в нажатом состоянии, нужно время от времени отпускать ее, после чего снова нажимать. Примерно также мы поступаем в случае поднятия машины ножным домкратом.

Такие незамысловатые действия обеспечивают сохранения управляемости транспортом — шины не теряют сцепления с дорогой. Однако попав в экстремальное положение, далеко не каждый водитель способен избежать человеческого фактора. Очень просто растеряться и позабыть обо всех правилах. И как раз по этой причине изобретен помощник в лице АБС.

Определение ABS

Все мы знаем важность тормозной системы. От того, насколько она исправна, зависит безопасность не только водителя с его пассажирами, но и остальных участников дорожного движения. ABS в автомобиле в полной расшифровке звучит как антиблокировочная система (или целый комплекс), которая не позволяет блокироваться колесам в случае экстренного торможения.

Конструктивно узел представлен в лице электромеханического блока, который берет на себя торможения в непростых дорожных условиях.

Устройство комплекса

С конструктивной точки зрения антиблокировочная система тормозов ABS выглядит следующим образом:

  • блок электронного управления (БУ);
  • датчики контроля скорости;
  • гидроблок.

БУ является «мозгом» всей системы или компьютером. Собственно он и руководит всей работой, на основе получаемых сигналов с датчиков АБС. Другие составляющие тоже заслуживают отдельного внимания.

Датчики

Каждый сенсор закреплен непосредственно около колес и фиксирует обороты. Принцип работы датчика основан на физическом явлении электромагнитной индукции. Сама катушка, оснащенная магнитным сердечником, закреплена на ступице колеса неподвижно, а у некоторых автомобилях она располагается в редукторе ведущего моста.

К ступице прикреплен зубчатый венец, вращающийся вместе с колесом, как следствие изменяется величина магнитного поля. В итоге создается электрический ток, а его сила напрямую зависит от частоты вращения. Вследствие вырабатывается сигнал определенной величины, который потом направляется к БУ.

Гидроблок

Что касается этого элемента, то гидроблок тоже в свою очередь устроен своеобразно:

  1. Электромагнитные клапаны — впускные, выпускные. — за их счет обеспечивается регулировка давления в тормозных цилиндрах. Их количество у каждого типа ABS сугубо свое.
  2. Насос — имеет функцию обратной подачи. Его задача — нагнетать давление, обеспечивая подачу тормозной жидкости от гидроаккумулятора, а когда нужно отбирает ее обратно.
  3. Гидроаккумулятор — это хранилище, где располагается тормозная жидкость.

В машинах с ABS гидроблок последовательно встроен в общую тормозную систему, то есть располагается сразу за главным тормозным цилиндром.

Как все функционирует

Как работает ABS? Принцип действия заключается в следующем. Когда датчик (тот, что в ступице колеса) фиксирует его резкое замедление или полную остановку, БУ дает управляющий сигнал, который на короткий промежуток времени открывает выпускной клапан. В результате давление в системе снижается и колесу ничего не мешает вращаться. Но после превышения его скоростного предела наступает очередь открытия впускного клапана — насос снова нагнетает давление, что приводит к срабатыванию тормозов.

Все выглядит, как уже было ранее описано в разделе, посвященному правильному торможению — нажать кратковременно на педаль тормоза, потом отпустить. Такая раскачка продолжается до того момента, пока автомобиль не остановится. Но в отличие от человека электроника срабатывает намного быстрее — за одну только секунду количество повторов может составить от 4 до 10!

В итоге сцепление шин с дорогой сохраняется, за счет чего собственно снижается тормозной путь. Вдобавок управление машиной не теряется, то есть в ходе торможения всегда имеется возможность обогнуть возникшее препятствие.

В чем необходимость?

Даже некоторые опытные водители, не говоря уже о новичков, придерживаются ошибочного мнения касательно того, для чего конкретно нужна ABS. То есть они твердо уверены, что антиблокировочный комплекс позволяет лишь сократить тормозной путь. В действительности главная ее роль сводится к сохранению управляемости автомобилем, когда приходится прибегнуть к экстренному торможению.

Как останавливается машина, не оборудования ABS? Она просто скользит и поэтому ее тормозной путь длинный. И чем выше скорость, тем он продолжительнее. При этом даже если повернуть руль в любую сторону с целью обогнуть препятствие, автомобиль все равно будет двигаться прямо!

ABS решает проблему с блокировкой колес, а значит, сцепление шин с дорогой сохраняется. То есть контроль над машиной не теряется. Да, блокировка колес происходит, но кратковременно — поэтому они не скользят.

Теперь понятно, что такое ABS в полном понимании этого слова. Но помимо этого, система обеспечивает и другую не менее полезную функцию — обеспечить прямолинейное торможение на дороге с разнородным покрытием. Рассмотрим показательный пример, когда одна сторона автомобиля наезжает на мокрый, скользкий (наледь и т. д.) участок, а под колесами другой чистая поверхность. В этом случае без ABS торможение одной из сторон будет намного эффективнее, нежели у другой, что приводит к неуправляемому заносу. Это особенно критично при прохождении поворотов, когда на машину действует еще и боковое усилие.

Что касается уменьшения тормозного пути, то это утверждение справедливо, но лишь отчасти и является скорее следствием работы ABS.

Проблемы с АБС

В отсутствии механического воздействия обычно с этой тормозной системой не возникает никаких проблем. Весь комплекс ABS устроен довольно просто и отличается надежность в работе. Но даже, несмотря на защитные меры в виде предохранителя, иногда не избежать поломок. Причинами этому могут стать разные обстоятельства:

  1. Воздействие окружающей среды на постоянной основе и порой они довольно агрессивные.
  2. Степень заряда АКБ.
  3. Неудовлетворительное состояние проводки бортовой сети.

В случае понижения напряжения ниже 10,5 Вольт устройство самопроизвольно отключается. Чтобы этого не произошло, следует придерживаться простых рекомендаций:

  1. Во-первых, избегать прикуривания аккумулятора от другой машины. Использовать собственную батарею в подобных целях тоже не нужно.
  2. Во-вторых, при включенном зажигании запрещается разъединять какие-либо разъемы.

Иными словами, для того чтобы сохранить работоспособность системы ABS и продлить ее ресурс (насколько это возможно) следует следить за техническим состоянием собственной машины. Если возникли проблемы с АБС, нужно обращаться в ближайший автосервис, где неисправность будет обнаружена и устранена на профессиональном уровне.

Проверка датчика

Важно не только понимать, что это за система такая ABS, но и относиться к ней с должным почтением. Для этого вовремя реагировать на тревожные «сигналы», а не игнорировать их. Неисправный сенсор не способен передать сигнал системе и автоблокировочный комплекс перестает работать. В результате в ходе торможения колеса блокируются. При этом на приборной панели может загореться соответствующий индикатор, указывающий на проблемы в отношении ABS. И если значок горит и не гаснет, это серьезный повод обратиться в автосервис, причем как можно раньше.

Зачастую самая распространенная неисправность — это обрыв провода. Ее легче выявить с использованием тестера. Для начала нужно соединить пины с разъемами, после чего прибором замерить сопротивление. Если оно находится в допустимых пределах, которые указаны в руководстве по эксплуатации автомобиля, то все работает.

Существенно расхождение значений указывает на очевидную проблему, которая может иметь разный характер. В частности речь идет о стремлении сопротивления в ту или иную сторону:

  1. К нулю — указывает на короткое замыкание.
  2. К бесконечности — наличие обрыва в электрической цепи.

Также нужно замерить сопротивление при вращении колеса — оно должно меняться, что покажет исправность датчика. Обнаруженные обрывы следует устранять, причем места разрыва следует восстанавливать только пайкой — привычная скрутка здесь неуместна и не даст желаемого результата. Также следует не перепутать полярность при соединении проводов.

Если сенсор сломан, нужно выяснить, как снять задние или передние датчики. И здесь лучше обратиться в автосервис, где все сделают на должном уровне, поскольку могут возникнуть разного рода сложности и нюансы.

Горящий индикатор

На приборной панели при включении зажигания сразу включаются несколько световых индикаторов. Это является свидетельством того, что все системы автомобиля проходят самодиагностику. Через некоторое время они гаснут, что говорит о полной их работоспособности. Если лампочка ABS загорелась, волноваться не стоит, просто проверка работоспособности завершилась.

Однако лампочка ABS может гореть постоянно, что указывает на проблемы системы. И для этого есть свои причины:

  • засорение датчиков;
  • исчезновение контакта в разъеме;
  • обрыв провода;
  • поломка самого датчика ABS;
  • деформация венца ступицы;
  • неисправность блока управления АБС;
  • выход из строя предохранителей системы.

Замену датчика очень сложно выполнить самостоятельно, поэтому лучше обратиться в автосервис. Здесь важна аккуратность и осторожность.

Система ABS: что это такое и как работает

Современные автомобили комплектуются активными системами безопасности, помогающими избежать потерю управления авто при различных дорожных ситуациях. На некоторых моделях используется более десяти таких систем. Первой же была антиблокировочная (ABS, АБС), которая и сейчас распространена, и используется она даже на бюджетных версиях. АБС еще и основа для ряда других систем.

Для чего нужна ABS автомобиле

ABS нужна для предотвращения полной блокировки колес при торможении, что исключает вероятность ухода в занос и снижает длину тормозного пути. Теория работы антиблокировочной системы такова – при торможении между заблокированным колесом и дорожным полотном возникает трение скольжения, сила которого ниже, чем трения качения (когда колесо вращается). К тому же при скольжении поперечные силы преобладают на продольными и колесу легче «уйти» в сторону, чем сохранять заданную траекторию – возникает трудноконтролируемый занос. Но если колесо при торможении проворачивается, то в занос авто не сорвется и сохранит траекторию движения, а тормозная система сработает с максимальной эффективностью.

Читать еще:  Кузовной ремонт. топ 10 ошибок кузовного ремонта. советы как правильно выполнить кузовной ремонт автомобиля

Из чего состоит антиблокировочная система тормозов

АБС включает в себя две составляющие – электронную и исполнительный модуль. Первая контролирует скорость вращения колес на машине и на основе этого подает сигналы на модуль, а тот предотвращает полную блокировку колес.

Электронная составляющая

В состав электронной составляющей входит блок управления и следящие устройства, установленные на ступицах колес датчик abs.

Датчики – основной элемент всей системы, поскольку от их показаний зависит работа АБС. Ранее на авто применялись пассивные датчики. В современных же моделях применяются активные датчики. Оба варианта состоят из двух элементов – следящего устройства, установлено на неподвижной части, и задающего – располагающего на вращающейся части ступицы.

Принцип работы датчиков ABS

В пассивных датчиках следящая составляющая создает магнитное поле. Задающий элемент, проходя через это поле, приводит к его изменениям. В результате, в следящем компоненте индуцируется импульсное напряжение, которое и выступает сигналом для электронного блока.

В активных же датчиках принцип функционирования иной. В них меняющееся магнитное поле создают задающие компоненты (мультиполюсные кольца). На следящие же элементы подается напряжение от стороннего источника. Воздействующее поле приводит к изменениям параметров напряжение (в магниторезистивных датчиках меняется сопротивление, в элементах Холла изменяется само напряжение). Эти изменения поступают на блок, который по ним высчитывает скорость вращения колес.

Видео: АБС — плюсы и минусы антиблокировочной системы

Электронный блок — управляющий элемент. Он по поступающим от датчиков сигналам определяет скорость вращения каждого колеса на основе полученной информации подает сигналы на исполнительный модуль для внесения коррективов в работу тормозной системы.

Исполнительный модуль

Воздействовать на тормозные механизмы, посредством которых замедляются колеса можно путем изменения давления в приводе тормозной системы. Поэтому исполнительный модуль врезан в привод тормозов и к нему подходят магистрали, идущие от главного тормозного цилиндра, и выходят из него трубопроводы, протянутые к тормозным механизмам.

Исполнительный модуль включает в себя:

  • впускные и выпускные клапаны;
  • гидроаккумулятор;
  • помпа обратной подачи с электродвигателем;
  • демпферная камера.

На каждый тормозной механизм приходится по одному комплекту клапанов (впускной и выпускной). По одной демпферной камере и гидроаккумулятору используется на контур. Что касается помпы, то она – одна на исполнительный модуль. Элементы соединены между собой трубопроводами.

Модуль делает кольцевание магистрали привода, что позволяет при надобности часть рабочей жидкости по сформированному кольцу перекачать из выхода модуля на вход.

Принцип работы

Работа исполнительного модуля – циклическая и включает в себя три фазы:

  1. Нарастание давления. При торможении тормозной цилиндр создает давление жидкости, и она по магистрали беспрепятственно движется к механизмам. Прямое движение жидкости даёт открытый впускной клапан, выпускной же является закрытым. В результате давление на механизмах нарастает и колесо интенсивно замедляется.
  2. Удержание. Если блок управления по показаниям датчика выявил более быстрое замедление одного из колес, то он отдает сигнал на закрытие впускного клапана этого колеса (выпускной тоже закрыт). В итоге на механизме нарастание давления прекращается, колесо прекращает замедляться, поскольку сила трения на механизме останавливается на одном уровне.
  3. Сброс. В случае, когда блок «заметил», что колесо, на котором применилась фаза удержания, все равно замедляется быстрее остальных, он подает сигнал на открытие выпускного клапана (впускной остается закрытым) и давление в магистрали сбрасывается из-за перетекания части жидкости в созданное модулем кольцо – происходит растормаживание тормозного механизма.

Жидкость при открытии выпускного клапана поступает сначала в гидроаккумулятор (выступает в роли емкости для сбора излишков). Если жидкости сбрасывается много и объема аккумулятора недостаточно, в работу включается помпа, которая перекачивает лишнее в магистраль на входе модуля.

Поскольку при работе помпы создается пульсация жидкости, для устранения этого негативного эффекта она после насоса сначала подается в демпферную камеру, где пульсация сглаживается и только потом – в магистраль.

Скорость функционирования ABS – очень высокая. Когда машина тормозит, система срабатывает до нескольких сотен раз, меняя фазы, чтобы добиться замедления авто. АБС работает на авто постоянно и отключить ее нельзя.

Условия, при которых ABS неэффективна

АБС предотвращает уход в занос и сохраняет управляемость авто. Но при определенных условиях эффективность работы ее сильно падает или же она и вовсе оказывает негативное влияние.

ABS не обеспечивает эффективное торможение, если авто движется по дороге с плохим покрытием. Дело в том, что при движении колеса по ямам и ухабам колесо отрывается от поверхности. Из-за того, что нет сопротивления, даже несильное воздействие колодок на диск или барабан приведет к блокированию колеса. И это «замечает» система и растормаживает колесо, хотя нужно прижатие колодок только наращивать, чтобы авто остановилось.

Негативное же влияние ABS оказывает при движении по рыхлой поверхности (снег, песок) В таких условиях заблокированное колесо перед собой «нагребает» валун, который выступает в роли клина, дополнительно замедляющего авто. Из-за работы системы колесо при торможении проворачивается, из-за чего клин не появляется и тормозной путь удлиняется.

Видео: ABS: За и Против

Устройство и принцип работы системы ABS

Антиблокировочная тормозная система (ABS) – это электрогидравлическая система активной безопасности, позволяющая сохранить управляемость и устойчивость автомобиля при торможении за счет предотвращения блокировки колес. АБС особенно эффективна на дорожных покрытиях с невысоким коэффициентом сцепления, а также при плохой погоде (снег, гололед, дождь). Расшифровка аббревиатуры ABS — Antilock Brake System, что дословно переводится как «антиблокировочная система тормозов». Рассмотрим принцип работы системы, ее основные составляющие, поколения, а также плюсы и минусы использования.

Устройство и основные компоненты системы

В состав антиблокировочной тормозной системы входят:

  • Датчики частоты вращения колес. Датчики работают на основе эффекта Холла и установлены на ступице каждого колеса. Они определяют скорость вращения колес и передают сигнал в блок управления АБС.
  • Блок управления. Основная функция электронного блока управления (ЭБУ) – обеспечить работу тормозной системы в наиболее эффективном и стабильном диапазоне, при котором тормозная сила будет максимальна, а колеса автомобиля не будут заблокированы. Для этого блок управления проводит непрерывные вычисления изменения скорости вращения колес (замедления). На основании данных показателей формируются управляющие сигналы для исполнительных устройств: насоса и электромагнитных клапанов гидравлического блока.
  • Гидравлический блок. Этот компонент ABS является исполнительным устройством. Гидравлический блок включает в себя электромагнитные клапаны (впускные и выпускные), гидроаккумуляторы, кулачковый насос с электрическим двигателем, демпфирующие камеры.

Электромагнитные клапаны управляют процессом торможения, каждый в своем контуре. Для каждого рабочего тормозного цилиндра предполагается пара клапанов (один впускной и один выпускной). Гидроаккумуляторы предназначены для ускорения сброса давления в тормозном контуре. Они наполняются тормозной жидкостью во время открытия выпускных клапанов. Далее в работу включается кулачковый насос, который откачивает тормозную жидкость обратно в главный тормозной цилиндр. Именно по этой причине при работе системы АБС водителем ощущаются толчки в педаль тормоза. Демпфирующие камеры гасят колебания жидкости при работе системы. Так как в автомобиле два контура гидропривода тормозной системы, в гидравлический блок, как правило, интегрируют два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры.

Принцип работы системы

Антиблокировочная система тормозов выполняет свою работу циклически, при этом каждый цикл состоит из трех фаз:

  1. Увеличение давления (водителем). Торможение происходит в нормальном режиме, давление в системе повышается за счет нажатия водителем на педаль тормоза. Впускные клапана гидроблока открыты, выпускные закрыты. Если скорость вращения колеса слишком интенсивно замедляется и превышает определенное значение, то блок управления ABS переводит впускной клапан в положение «закрыто», выпускной также закрыт. Система переходит в следующую фазу.
  2. Удержание давления. На данном этапе система АБС как бы «отрезает» главный тормозной цилиндр от процесса торможения, и в контуре «гидравлический блок — рабочий тормозной цилиндр колеса» поддерживается постоянное давление. Даже если водитель начнет нажимать на педаль тормоза дальше, давление увеличиваться не будет. В этом режиме торможение происходит при максимальной тормозной силе, то есть наиболее эффективно. Блок управления продолжает контролировать скорость вращения колес, и если она уменьшится ниже допустимого порога, то есть возникнет угроза блокировки колес, поступит команда на открытие выпускного клапана и сброс давления.
  3. Сброс давления. В этой фазе открывается выпускной клапан, и давление резко понижается. Сначала жидкость попадает в гидроаккумулятор, далее откачивается насосом обратно в ГТЦ. Впускной клапан продолжает находиться в закрытом положении. После того, как скорость замедления колес вернется к допустимым значениям, выпускной клапан закрывается. Открывается впускной клапан, и цикл начинается с начала.

Существует довольно распространенное заблуждение, что ABS самостоятельно повышает давление в тормозной системе. На самом деле это не так, если речь идет о системе АБС в ее чистом виде (без ESP). Давление в ней повышается исключительно за счет действий водителя.

Данный цикл работы антиблокировочной тормозной системы автомобиля воспроизводится, пока не завершится торможение, и может повторяться около 6 раз в секунду. Отметим, что срабатывание ABS происходит при экстренном (резком) торможении. Отключить систему АБС нельзя без вмешательств в конструкцию автомобиля, так как приостановка ее работы может привести к трагическим последствиям (потому не предусмотрена автопроизводителями).

Отметим, что ABS интегрируется в штатную тормозную систему автомашины, не изменяя ее конструктивно. Если антиблокировочная тормозная система автомобиля неисправна, на панели приборов загорится соответствующий индикатор (контрольная лампа).

Поколения антиблокировочной системы

Чтобы создать систему ABS, потребовалось 14 лет усилий огромного числа инженеров. ABS выпускается с 1978 года, ее создатель – фирма Bosch.

Первое поколение системы (1970 год) получило название ABS-1. Данное электромеханическое изделие не отличалось надежностью и долговечностью из-за тысячи аналоговых компонентов, которые использовались в ЭБУ. Хотя главная функция ABS и выполнялась, но изделие для массового производства не подходило.

Читать еще:  Акпп: что это такое

Второе поколение (1978 год). ABS-2 фирмы Bosch впервые начала устанавливаться как опция в автомобилях Mercedes-Benz S-класса, а спустя некоторое время и в лимузинах BMW 7-й серии. Количество компонентов уменьшилось до 140, а масса гидравлического блока составила 6,3 кг.

В последующих поколениях ABS инженеры Bosch сделали ставку на усовершенствование системы и уменьшение ее габаритов. Так, в 1980 году вышла ABS-2E, в которой масса гидравлического блока составила уже 4,9 кг, а количество компонентов уменьшилось до 40. В 1995 году появилась ABS 5.3 с массой гидравлического блока 2,6 кг и 25 компонентами. В 2003 году выходит ABS 8, в которой 16 компонентов, а масса гидравлического блока снизилась до 1,6 кг. С 2010 года Bosch выпускает 9 поколение системы ABS, которую отличают компактные габариты и гидравлический блок массой всего 1,1 кг.

Преимущества и недостатки системы

Рассмотрим основные плюсы системы АБС:

  • сохраняет управляемость и устойчивость автомобиля при экстренном торможении, плохой погоде и т.д.;
  • в большинстве случаев уменьшает длину тормозного пути;
  • повышает эффективность процесса торможения;
  • обеспечивает лучшую маневренность автомобиля на скользком дорожном покрытии.

Антиблокировочная система имеет и недостатки: ее использование увеличивает тормозной путь на мягких грунтах (песок). На таких покрытиях колеса наоборот необходимо блокировать. В последних поколениях ABS данный недочет практически устранен: система «научилась» определять тип поверхности, а после реализовывать отдельный алгоритм под определенное покрытие.

Изучаем ABS: последний шанс

Всего должно быть в меру — это хорошо знают создатели антиблокировочной системы тормозов (ABS). Ее устройство и принцип работы изучал автор.

Интересующая нас система прижилась на автомобилях еще в конце 1970-х годов, так что проверку временем она прошла. В настоящее время отсутствие ABS в штатной комплектации — большая редкость. Она существенно повышает безопасность на дорогах и отчасти снижает требования к навыкам водителя. Во всяком случае, под контролем ABS даже у неопытного больше шансов избежать аварийной ситуации.

ВО ВЛАСТИ ПРОЦЕНТОВ

Задача ABS — сохранение управляемости при экстренном торможении. Известно, что у блокированного колеса сцепление с покрытием дороги ниже, чем у катящегося, — создаваемые им тормозные силы меньше, а управляющие вовсе отсутствуют. В лучшем случае автомобиль скользит прямо, в худшем — по неконтролируемой траектории с непредсказуемым результатом. ABS же контролирует работу колеса на границе между максимально возможным (в конкретных условиях) сцеплением и срывом в блокировку, не позволяя ей развиться. Разумеется, сам коэффициент сцепления шин с дорогой от ABS не зависит. На льду он может оказаться раз в десять ниже, чем на сухом асфальте, — значит, и управляемость автомобиля будет разная. Но в обоих случаях ABS обеспечивает максимум возможного. При достаточно точной настройке она способна действовать даже более эффективно, чем водитель-ас.

1 no copyright

Все схемы, таблицы и графики открываются в полный размер по клику мышки.

Работа ABS опирается на коэффициент проскальзывания колес — отношение разности скорости автомобиля и окружной скорости колеса к скорости автомобиля. В различных режимах езды скорость поступательного движения автомобиля и окружная скорость колеса могут не совпадать. При интенсивном разгоне окружная скорость ведущего колеса выше скорости машины, при замедлении — наоборот. Естественно, 100-процентному проскальзыванию соответствуют два режима — блокировка колеса при торможении или буксование на месте. Между тем наилучшее сцепление шины с покрытием и, следовательно, максимальная передача тормозных усилий достигаются при степени проскальзывании колес около 20%. Вот ABS и поддерживает эту величину на уровне 15–20%.

АНАТОМИЯ

Гидравлический контур модуля ABS включает электромагнитные клапаны и насос. При обычном торможении клапаны не задействованы, нужное давление контролирует нога водителя. Но при появлении проскальзывания с риском блокировки колесá включается ABS.

3 no copyright

Современная ABS четырехканальная: такая компоновка дает возможность управлять давлением в тормозной системе отдельно для каждого колеса. Все контуры системы работают сходным образом в трех режимах — удержания давления, его снижения и повышения. При близости колеса к блокировке система переходит в режим удержания давления. Клапаны отсекают суппорт колеса от главного тормозного цилиндра — теперь давление жидкости на поршни постоянное независимо от силы нажима на педаль. Но при проскальзывании выше 20% система снижает давление с помощью насоса, сбрасывая часть жидкости от суппорта к главному тормозному цилиндру. Когда проскальзывание становится ниже определенного порога, система переходит к повышению давления: клапаны открываются — и при нажатой педали давление растет. Эти режимы чередуются, пока не изменится ситуация: торможение прервано или существенно ослаблено и проскальзывания нет либо скорость автомобиля упала ниже 5–15 км/ч (в зависимости от настроек системы). Эта поочередная смена режимов работы и вызывает зуд на педали тормоза. Частота высокая — нога даже лучшего водителя-профи не может соперничать в быстроте с ABS! При торможении ABS поддерживает проскальзывание всех колес на одном уровне для сохранения курсовой устойчивости. На миксте (например, левые колеса автомобиля на асфальте, а правые на льду) система будет поддерживать прямолинейное движение, регулируя давление в контуре каждого колеса в зависимости от сцепления этого колеса с покрытием. Торможение без ABS приведет к уводу автомобиля в сторону покрытия с лучшим сцеплением, а при блокировке колес дело дойдет до разворота.

Едва ли не важнейшие элементы ABS — датчики скорости колес. По их импульсам рассчитывается скорость каждого колеса и сравнивается со скоростью автомобиля. На основании этой информации модуль ABS вычисляет и удерживает проскальзывание каждого колеса на требуемом уровне.

2 no copyright

По выбору конструктора используются пассивные или активные датчики. Пассивный легко опознать по зубчатому кольцу (гребенка) на приводе колеса. Он очень прост: при вращении гребенки датчик выдает аналоговый сигнал напряжения. Но, увы, при низкой скорости вращения колеса такой датчик не выдает четкого сигнала, может ошибаться.

Активный датчик считывает метки магнитного кольца на ступичном подшипнике. Для него характерен четкий цифровой сигнал в виде последовательных импульсов напряжения, величина которых не зависит от скорости вращения колеса. А вот частота импульсов отражает эту скорость.

У полноприводных автомобилей в ABS включен дополнительный G-датчик с акселерометром продольных ускорений. Он отсылает в модуль ABS сигнал ускорения или замедления, учитываемый при вычислении коэффициента коррекции скорости автомобиля. Ведь при определенных обстоятельствах нельзя измерить скорость с нужной точностью.

4 no copyright

ФОРС-МАЖОР

В мире нет ничего идеального, и ABS не исключение. Сохранение управляемости порой оплачивается увеличением тормозного пути. Если ABS эффективна при хорошем сцеплении всех четырех колес с дорогой, то на проблемном покрытии возможны нештатные ситуации. Неровности дорожного полотна (гребенка, трамвайные пути и т. п.) вызывают отскок колес, а при неисправности подвески возможен даже временный отрыв колеса от покрытия. В такие моменты колёса сильно разгружаются, что приводит к их ранней блокировке при вынужденном торможении и, соответственно, к раннему срабатыванию ABS. Такой же эффект раннего срабатывания наблюдается на участках асфальта, покрытых песком, грязью, гравием или на голом льду. Наихудший сценарий — вылет с дороги. Без ABS заблокированные колеса могли бы вгрызаться в покрытие, хоть как-то гася скорость. С ABS же сильно увеличивается тормозной путь, и в случае торможения в заносе автомобиль сильно уводит по дуге. В декабрьском номере ЗР за 2012 год описан спецтест, в котором сравнивались показатели торможения со скорости 60 км/ч на ровном асфальте и на гребенке. У двух тестируемых машин из трех тормозной путь на гребенке увеличивался на 40 %!

ЛУЧШЕ НЕ РИСКОВАТЬ

Отключение ABS не предусмотрено. Но можно избавиться от нее, вынув предохранитель. Чаще всего так поступают, когда едут потренироваться на ледовую трассу. Однако следует помнить, что современная ABS отвечает также за распределение тормозных сил по осям при обычном торможении (ранее этим заведовали самостоятельные механические регуляторы). В случае отключения ABS любое обычное торможение может привести к блокированию задних колес со всеми вытекающими отсюда последствиями.

КАБИНЕТ ТЕРАПЕВТА

У ABS есть лампа-индикатор отказа. Предусмотрено и считывание кодов неисправностей. Можно также отслеживать параметры элементов и управлять некоторыми из них — например, клапанами и насосом модуля ABS. Лучше всего использовать дилерское диагностическое оборудование. Система достаточно надежна и включает в себя не слишком много элементов. Большая часть неисправностей ABS связана с внешними воздействиями.

Ошибки модуля управления.

Чаще всего это внутренние электронные неисправности модуля. Иногда такие ошибки носят случайный характер, то есть после удаления больше не возникают. Если же ошибки не удаляются или возникают повторно, модуль управления подлежит замене: ремонт не предусмотрен.

Ошибки датчиков скорости колес.

Возможные причины — от неисправности проводки до отказа самого датчика. Если использован активный датчик, то неисправность может быть обусловлена повышенным люфтом ступичного подшипника (слишком большой воздушный зазор между датчиком и магнитным кольцом на подшипнике) или тем, что при замене подшипника его просто поставили не той стороной. При использовании пассивного датчика проблему может создать гребенка на приводе: в ходе замены ступичного подшипника или при снятии-установке привода ее могли немного сместить с посадочного места. Сигнал этого датчика порой слабеет из-за накопившейся грязи или металлических частиц на гребенке. Оба датчика боятся сильных вибраций, но особенно — активный. Из-за этого датчик порой невозможно снять без повреждения, ведь удары молотком — даже не по нему, а рядом! — способны его разрушить.

Другие типы ошибок.

Модуль ABS связан по CAN-шине с другими модулями управления. Часть ошибок может иметь отношение к самой цепи связи. К ABS относится и датчик педали тормоза. Иногда лампу ошибки зажигают другие модули. Либо она реагирует на неисправности, даже не связанные напрямую с ABS.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector